JPH04106849A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ この発明は、電子ビーム、イオンビームなどの植機粒子
ビームを利用する加工装置に関するものである。

特に、加工中に発生したプラスイオンを電子ビームに影
響を与えることなく捕捉できる加工装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来例の構成を第３図を参照しながら説明する。

第３図は、例えば特開昭６１−２８８３６１号公報に示
された従来の加工装置を示す構成図である。

第３図において、（１）は真空チャンバ、（２）は加熱
電源、（３）は加熱電源〈２）に接続されたフィラメン
ト、（４）はバイアス電源、（５）は加速電源、（６）
はバイアス電源（４）に接続されたウェネルト電極、（
７）は加速電源（５）に接続されたアノード、（８）は
トラップ電源、（９）はトラップ電源（８）に接続され
負の直流電圧が印加されたトラップ電極、（１０）は集
束レンズ、（１１）は被加工物、（１２）は被加工物〈
１１）が電子ビームＥＢの照射によって加工された加工
部である。

つぎに、前述した従来例の動作を説明する。

加熱電源（２）が通電されることにより、フィラメント
（３）は高温度に熱せられた結果、電子ビームＥＢが放
出される。ここで、電子ビームＥＢはウェネルト電極（
６）の電圧、すなわち、バイアス電源（４）の電圧によ
ってその放出量が制限されると共に、加速電源（５）か
ら負の高電圧が供給され、高度に加速される。

さらに、集束レンズ（１０）によって細く絞られた後、
被加工物（１１）に到達する。その結果、被加工物（１
１）が高温に加熱されるため蒸発物Ｖが発生し、電子ビ
ームＥＢの入射方向に対して後方に飛散する。

通常、この蒸発物■には種々の形態の物質が含まれてい
るが、なかでも正（プラス）に帯電したイオンが上方に
飛散し、ビーム発生部に到達すると、放電を引き起こす
原因となる。これを防止するために、電子ビームＥＢの
通路に負（マイナス）の電圧を印加したトラップ電極（
９）を配置することにより、このプラスイオンのみ選択
的に吸着する。

［発明が解決しようとする課題］ 前述したような従来の加工装置では、被加工物（１１）
の表面より飛散する蒸発物■のうち、プラスに帯電した
イオンを捕捉できるものの、トラップ電極（９）に印加
される負電圧の影響で電子ビームＥＢの焦点位置の移動
や歪みが生じ、ビーム性能が損なわれるという問題点が
あった。

この発明は、前述した問題点を解決するためになされた
もので、被加工物から飛散する蒸発物のプラスイオンを
効率よく捕捉すると共に、ビームへの影響を排除するこ
とができる加工装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る加工装置は、次に掲げる手段を備えたも
のである。

〔１〕　パルスビームを発生するビーム発生手段。

〔２〕　前記パルスビームを被加工物に集束する集束手
段。

〔３〕　前記ビーム発生手段と前記被加工物との間のビ
ーム通路に設けられ、前記被加工物から発生したプラス
イオンを捕捉する捕捉手段。

〔４〕　この捕捉手段に前記パルスビームの休止期間の
み負電圧を印加する電源手段。

［作用］ この発明においては、ビーム発生手段によって、パルス
ビームが発生され、集束手段によって、前記パルスビー
ムが被加工物に集束される。

また、前記ビーム発生手段と前記被加工物との間のビー
ム通路に設けられた捕捉手段によって、前記被加工物か
ら発生したプラスイオンが捕捉される。

さらに、電源手段によって、前記捕捉手段に前記パルス
ビームの休止期間のみ負電圧が印加される。

［実施例］ この発明の実施例の構成を第１図を参照しながら説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例を示す構成図であり、真
空チャンバ（１）〜アノード（７）、）ラップ電極（９
）は前記従来装置のものと全く同一である。

第１図において、この発明の一実施例は、前述しな従来
装置のものと全く同一のものと、バイアス電源（４）に
接続され、トラップ電極（９）に負電圧を印加するトラ
ップ電源（８Ａ）と、集束レンズ（１０ａ）と、対物レ
ンズ（１０ｂ）とから構成されている。

ところで、この発明のビーム発生手段は、前述したこの
発明の一実施例では加熱電源（２）、フィラメント（３
）、バイアス電源（４）、加速電源（５）、ウェネルト
電極（６）及びアノード（７）から構成され、この発明
の集束手段は、一実施例では集束レンズ（１０ａ）及び
対物レンズ（１０ｂ）から構成され、この発明の捕捉手
段は、一実施例ではトラップ電極（９）から構成され、
この発明の電源手段は、一実施例ではトラップ電源（８
Ａ〉から構成されている。

つぎに、前述した実施例の動作を第２図を参照しながら
説明する。

第２図（ａ）及び（ｂ）は、この発明の一実施例の動作
を示すタイミングチャート図である。

同図（ａ）はウェネルト電極（６）に印加される電圧（
−バイアス電源（４）の出力電圧）、同図（ｂ）はトラ
ップ電極（９）に印加される電圧（＝トラップ電源（８
Ａ）の出力電圧）を示し、それぞれ横軸を時間、縦軸を
電圧で示したものである。

電子ビームＥＢの発生から被加工物（１１）への照射に
至る過程は従来と同様である。

電子ビームＥＢが被加工物（１１）に照射された結果、
第１図に示すように、加工部（１２）から発生した蒸発
物■は上方に飛散する。

この蒸発物■に含まれるプラスイオンの移動速度は、加
工条件やビーム経路の電位分布などによって異なる。例
えば、被加工物（１１）とトラップ電極く９）との距離
が１メートルで、プラスイオンの平均移動速度が毎秒１
００メートルとしたとき、蒸発物Ｖがトラップ電極（９
）に到達するまでの時間は１０ミリ秒となる。

すなわち、この場合、電子ビームＥＢが被加工物（１１
）に照射されてから１０ミリ秒以内に電子ビームＥＢを
停止し、トラップ電極（９）に負の電圧を印加すればプ
ラスイオンは捕捉できることになる。また、集束レンズ
（１０ａ）の集束点近傍にこのトラップ電！＜９）を配
置することによって、電子ビームＥＢを通過経路の中心
に近付けることができ、より効果的にプラスイオンを捕
捉できる。

第２図（ａ）及び（ｂ）に示すように、ビーム発生期間
Ｔｅにバイアス電圧ｖｂは零ボルトに近付き、電子ビー
ムＥＢが発生する。また、トラップ電圧Ｖｔは零ボルト
に維持され、電子ビームＥＢには何等影響を与えない。

逆に、ビーム休止期間Ｔｔにはプラスイオンのトラップ
に必要な電圧Ｖｔが印加される。このとき、より多くの
プラスイオンを捕捉するために十分なビーム休止期間Ｔ
ｔを設定しておくことが肝要である。このようにして順
次加工してゆく。

この発明の一実施例は、前述したように、電子ビームＥ
Ｂの発生信号と同期してトラップ電極（９）を通電する
ようにしたので、すなわち、ビーム休止期間中のみトラ
ップ電極（９）に負の電圧を印加してプラスイオンを捕
捉するようにしたので、電子銃内のアーキング防止と、
陰極の長寿命化を図ることができるという効果を奏する
。また、ビーム発生部の劣化や汚染を大幅に低減できる
ため、加工装置の安定性及び信頼性を著しく高めること
ができる。

ところで前記説明では、電子ビーム加工装置に利用する
場合について述べたが、その他の加工装置、例えば、イ
オンビーム加工装置にも利用できることはいうまでもな
い。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、パルスビームを発生
するビーム発生手段と、前記パルスビームを被加工物に
集束する集束手段と、前記ビーム発生手段と前記被加工
物との間のビーム通路に設けられ、前記被加工物から発
生したプラスイオンを捕捉する捕捉手段と、この捕捉手
段に前記パルスビームの休止期間のみ負電圧を印加する
電源手段とを備えたので、被加工物から飛散する蒸発物
のプラスイオンを効率よく捕捉すると共に、ビームへの
影響を排除することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はこ
の発明の一実施例の動作を示すタイミングチャート図、
第３図は従来の加工装置を示す構成図である。 図において、 （１・・・　真空チャンバ （２・・・　加熱電源、 （３・・・　フィラメント、 （４）　・・・　バイアス電源、 （５・・・　加速電源、 （６）　・・・　ウェネルト電極、 〈７　　・・・　アノード、 （８Ａ）　・・・　トラップ電源、 （９）　・・・　トラップ電極、 （１０ａ）　　・・・　集束レンズ、 （１０ｂ）　　・・・　対物レンズである。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パルスビームを発生するビーム発生手段、前記パルスビ
   ームを被加工物に集束する集束手段、前記ビーム発生手
   段と前記被加工物との間のビーム通路に設けられ、前記
   被加工物から発生したプラスイオンを捕捉する捕捉手段
   、及びこの捕捉手段に前記パルスビームの休止期間のみ
   負電圧を印加する電源手段を備えたことを特徴とする加
   工装置。